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Effects of 30days bed rest and exercise countermeasures on PBMC bioenergetics

Büscher, F.-M. und Schmitz, M.T. und Frett, T. und Kramme, J. und de Boni, L. und Elmenhorst, E.-M. und Mulder, E. und Moestl, S. und Heusser, K. und Frings-Meuthen, P. und Jordan, J. und Rittweger, J. und Pesta, D. (2024) Effects of 30days bed rest and exercise countermeasures on PBMC bioenergetics. Acta Physiologica, 240 (3), e14102. Wiley. doi: 10.1111/apha.14102. ISSN 1748-1708.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1111/apha.14102

Kurzfassung

Abstract Aim: Altered mitochondrial function across various tissues is a key determinant of spaceflight-induced physical deconditioning. In comparison to tissue biopsies, blood cell bioenergetics holds promise as a systemic and more readily accessible biomarker, which was evaluated during head-down tilt bed rest (HDTBR), an established ground-based analog for spaceflight-induced physiological changes in humans. More specifically, this study explored the effects of HDTBR and an exercise countermeasure on mitochondrial respiration in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). Methods: We subjected 24 healthy participants to a strict 30-day HDTBR protocol. The control group (n=12) underwent HDTBR only, while the countermeasure group (n=12) engaged in regular supine cycling exercise followed by veno-occlusive thigh cuffs post-exercise for 6h. We assessed routine blood parameters 14 days before bed rest, the respiratory capacity of PBMCs via highresolution respirometry, and citrate synthase activity 2days before and at day 30 of bed rest. We confirmed PBMC composition by flow cytometry. Results: The change of the PBMC maximal oxidative phosphorylation capacity (OXPHOS) amounted to an 11% increase in the countermeasure group, while it decreased by 10% in the control group (p=0.04). The limitation of OXPHOS increased in control only while other respiratory states were not affected by either intervention. Correlation analysis revealed positive associations between white blood cells, lymphocytes, and basophils with PBMC bioenergetics in both groups. Conclusion: This study reveals that a regular exercise countermeasure has a positive impact on PBMC mitochondrial function, confirming the potential application of blood cell bioenergetics for human spaceflight.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/203255/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Effects of 30days bed rest and exercise countermeasures on PBMC bioenergetics
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Büscher, F.-M.German Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmitz, M.T.Institute of Medical Biometry, Informatics and Epidemiology (IMBIE), University Hospital Bonn, Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frett, T.Timo.Frett (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5572-1177NICHT SPEZIFIZIERT
Kramme, J.German Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Boni, L.laura.deboni (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7785-482XNICHT SPEZIFIZIERT
Elmenhorst, E.-M.Eva-Maria.Elmenhorst (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0336-6705NICHT SPEZIFIZIERT
Mulder, E.Edwin.Mulder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1200-5792NICHT SPEZIFIZIERT
Moestl, S.German Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heusser, K.Karsten.Heusser (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2571-5585NICHT SPEZIFIZIERT
Frings-Meuthen, P.Petra.Frings-Meuthen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5291-4419NICHT SPEZIFIZIERT
Jordan, J.Jens.Jordan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4518-0706NICHT SPEZIFIZIERT
Rittweger, J.Joern.Rittweger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2223-8963NICHT SPEZIFIZIERT
Pesta, D.Dominik.Pesta (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5089-3586NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:31 Januar 2024
Erschienen in:Acta Physiologica
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:240
DOI:10.1111/apha.14102
Seitenbereich:e14102
Verlag:Wiley
ISSN:1748-1708
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Blood cell bioenergetics, countermeasure, exercise, head-down tilt bed rest, mitochondrial function, PBMC, simulated microgravity, spaceflight
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
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DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Muskelmechanik und Metabolismus
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Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Leitungsbereich ME
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Schlaf und Humanfaktoren
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Zentrale Aufgaben
Hinterlegt von: Kaiser-Stolz, Claudia
Hinterlegt am:20 Mär 2024 09:25
Letzte Änderung:26 Mär 2024 14:24

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